Nato con il nome di Alexander, assunse quello di Olav quando suo padre divenne re di Norvegia nel 1905, divenendo tra l'altro il primo erede al trono norvegese a crescere in Norvegia sin dai tempi del Medioevo.
Dopo essersi diplomato presso l'Accademia Militare Norvegese nel 1924, venne inviato a studiare giurisprudenza ed economia al Balliol College di Oxford. Durante gli anni 1930, inoltre, prestò servizio come cadetto della marina norvegese a bordo della dragamine Olav Tryggvason.[1] Nel medesimo periodo colse l'occasione per distinguersi nella sua specialità sportiva preferita, il salto con gli sci; vinse anche una medaglia d'oro nella vela alle Olimpiadi estive del 1928 ad Amsterdam, rimanendo un attivo sportivo per il resto della sua vita.
Il 21 marzo 1929 sposò la principessa Marta di Svezia, dalla quale ebbe un figlio, Harald, e due figlie, Ragnhild e Astrid. La principessa Marta morì nel 1954, prima che il marito salisse al trono.
La seconda guerra mondiale
Come principe ereditario, Olav aveva ricevuto un'ampia educazione militare e aveva partecipato a numerose esercitazioni militari sul territorio norvegese; per tale motivo era uno dei più noti ufficiali del paese ed era rispettato sia dagli alleati sia dai suoi stessi uomini per le sue conoscenze in materia e per le spiccate doti al comando. Durante una visita negli Stati Uniti prima dell'inizio della guerra, iniziò un'amicizia con il presidente statunitense Franklin D. Roosevelt, che risultò molto utile durante il secondo conflitto mondiale.
Durante la guerra Olav rimase al fianco del padre nel resistere all'occupazione nazista della Norvegia, divenendo un valido consigliere di Stato sia in ambito militare sia in ambito civile. Quando il governo norvegese decise di recarsi in esilio per assicurare la prosecuzione del governo, egli si offrì di rimanere al fianco del popolo norvegese, ma la sua proposta venne declinata, in quanto la sua posizione eccessivamente vulnerabile lo avrebbe esposto al rischio di compromettere un domani la successione al trono di Norvegia. Seguì dunque il padre nel Regno Unito, dove continuò a essere un personaggio chiave del governo di Stato.
Olav compì diverse visite in Norvegia a fianco delle truppe alleate, oltre che nel Regno Unito, in Canada e negli Stati Uniti. Nel 1944 venne nominato Capo della Difesa della Norvegia e dopo la guerra si preoccupò del disarmo delle truppe occupanti tedesche, ottenendo riconoscimenti internazionali per l'opera svolta nella guerra contro Hitler.
Il regno
Il principe ereditario divenne re di Norvegia alla morte del padre il 21 settembre 1957 e salì al trono col nome di Olav V, regnando col soprannome di "re del popolo" per la sua grande popolarità. Non aveva una regina consorte (stato vedovo durante tutto il suo regno). Introdusse subito dei tratti non convenzionali, come il guidare personalmente la sua automobile sulle strade pubbliche. Durante la crisi energetica del 1973 la guida venne vietata in certi weekend e re Olav chiese ai norvegesi di dedicarsi invece agli sport nazionali, come ad esempio lo sci, dando l'esempio. Per raggiungere le piste, non era raro vederlo in tuta da sci utilizzare la metropolitana Holmenkollbanen, portando gli sci a spalla come uno sportivo amatoriale.[2] Per le sue abilità atletiche, Olav V ottenne la medaglia Holmenkollen nel 1968.
Quando, successivamente, gli venne chiesto come fosse possibile per lui viaggiare liberamente in mezzo alla gente senza guardie del corpo, egli rispose che aveva "quattro milioni di guardie del corpo", ovvero tutta la popolazione norvegese.
Il suo interesse nell'ambito militare era soddisfatto dal suo ruolo di comandante in capo delle forze norvegesi, oltre ad altri titoli cerimoniali, come ad esempio quello di colonnello in capo dei Green Howards (Alexandra, Princess of Wales's Yorkshire Regiment), ricevuto da sua nonna, la regina Alessandra di Danimarca.
Il re amava anche rappresentare personalmente il governo norvegese all'estero, raggiungendo spesso mete poco agibili all'epoca, come l'Etiopia, dove ebbe un incontro particolare con Hailé Selassié.
Durante l'estate del 1990 il re iniziò a soffrire di problemi di salute, ma si riprese poco dopo il Natale di quello stesso anno. Il 17 gennaio 1991, mentre risiedeva alla Kongsseteren a Oslo, le sue condizioni peggiorarono nuovamente e morì quella stessa sera per infarto miocardico. Secondo un'intervista rilasciata dal figlio e successore Harald V, e come si evince anche dalla biografia scritta da Jo Benkow, che era all'epoca presidente del parlamento norvegese, una delle possibilità della morte del re Olav V è da ricercarsi nel trauma psicologico che gli causò lo scoppio della guerra del Golfo, che iniziò il giorno della sua morte.
La scomparsa di Olav V fu molto sentita dal popolo norvegese, che la sera successiva alla sua morte si prodigò con migliaia di candele e lumini per tutta la città a segnare l'importanza dell'evento, oltre alle centinaia di lettere e cartoline che pervennero al palazzo reale e che sono conservate presso l'Archivio Nazionale.
Olav V e la moglie Marta sono sepolti nel mausoleo reale presso la fortezza di Akershus.